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SILURES Bretagne

(Système d'Information pour la

Localisation et l'Utilisation des

Ressources en Eaux Souterraines)

Rapport d'avancement de l'année 4

BRGM/RP-55001-FR

novembre 2006

SILURES Bretagne

(Système d'Information pour la

Localisation et l'Utilisation des

Ressources en Eaux Souterraines)

Rapport d'avancement de l'année 4

BRGM/RP-55001-FR

novembre 2006

Étude réalisée dans le cadre des projets

de Service public du BRGM 2005 EAU C32

B. Mougin

Avec la collaboration de

A. Carn, J-P. Jégou et G. Quéméner

Vérificateur :

Nom : Anne CARN

Date : 14 novembre 2006

(Original signé)

Approbateur :

Nom : Michel LECLERCQ

Date : 16 novembre 2006

(Original signé) Le système de management de la qualité du BRGM est certifié AFAQ ISO 9001:2000.

M 003 - AVRIL 05

Mots clés : SILURES, eaux souterraines, hydrogéologie, géologie, géophysique aéroportée,

forages, modélisation, hydrogramme rivières, Côtes d'Armor, Finistère, Morbihan, Ille-et-Vilaine,

Bretagne

En bibliographie, ce rapport sera cité de la façon suivante : MOUGIN B., collaboration : CARN A., JEGOU J-P. et QUEMENER G. (2006) - SILURES Bretagne - Rapport d'avancement de l'année 4 - BRGM/RP-55001-FR - 61 p., 23 ill., 5 ann.

© BRGM, 2006, ce document ne peut être reproduit en totalité ou en partie sans l'autorisation expresse du BRGM.

SILURES Bretagne

BRGM/RP-55001-FR - Rapport d'avancement de l'année 4 3

Synthèse

Le programme SILURES Bretagne propose - à partir des données existantes (levés géophysiques aéroportés, forages recensés dans la Banque du Sous-Sol,

hydrogrammes des rivières) mises en forme, interprétées et complétées - la création

d'une base de données sur les eaux souterraines couvrant l'ensemble de la région Bretagne. Cet ensemble doit permettre, à terme, de mieux gérer les ressources bretonnes en eau souterraine. Ce programme, d'une durée de 5 ans, est financé par l'Agence de l'Eau Loire Bretagne, le Conseil Régional de Bretagne, les Conseils Généraux des Côtes d'Armor, du Finistère, d'Ille-et-Vilaine et du Morbihan, le Syndicat Mixte départemental de

Gestion des eaux en Ille-et-Vilaine, et le BRGM.

Ce rapport constitue un état d'avancement de la 4

ème

année du projet SILURES Bretagne qui s'est focalisée sur : 1) l'interprétation des données des forages et sur 2) l'interprétation des hydrogrammes des cours d'eau.

1) L'interprétation des données des forages a été décomposée en trois parties :

la recherche de forages complémentaires sur les départements bretons En années 3 et 4, la base informatique de données des forages a été alimentée par plus de 1 500 forages supplémentaires dans l'optique d'une valorisation future de ces nouvelles données (795 forages avaient été ajoutés lors des deux premières années). Le nombre total de forages informatisés dans la base est de 12 127 ouvrages sur toute la Bretagne. Parmi ces 1 500 ouvrages, 298 forages ont été localisés précisément sur le terrain : dans des communes faiblement représentées en forages et également sur des formations géologiques nécessitant d'être mieux caractérisées par des forages (informations géologiques et hydrogéologiques). Les 1 200 ouvrages restants ont

été extraits de la Banque du Sous-Sol.

la réalisation d'une carte d'intérêt hydrogéologique des aquifères de socle breton Une carte géoréférencée (au format vecteur) permettant de hiérarchiser les

formations géologiques entre elles en fonction de leur intérêt hydrogéologique a été

réalisée (image de la perméabilité des roches et de l'importance des écoulements souterrains). Pour chaque formation suffisamment renseignée par des forages, un

indice global a été calculé à partir de leurs débits instantanés (débits obtenus à la

foration). Cet indice varie de 0 à 45.

SILURES Bretagne

4 BRGM/RP-55001-FR - Rapport d'avancement de l'année 4

Le fond de carte est celui de la carte géologique synthétique de la Bretagne à l'échelle du 1/250 000 (Rabu D. et al., 2001). La carte représente une sélection des zones les plus intéressantes pour l'exploitation de l'eau souterraine, celles où l'accès à cette eau apparaît le plus facile. A l'échelle de la région Bretagne, ces zones semblent être situées majoritairement au Nord du cisaillement Nord Armoricain. Les caractéristiques hydrogéologiques ne sont pas équivalentes partout. La répartition et la fréquence des situations favorables sont très inégales selon les formations géologiques et les secteurs géographiques. Cette hétérogénéité marquée entre le Nord et le Sud de la Bretagne ne doit pas conduire à des conclusions manichéennes sur la présence ou l'absence d'eau souterraine. l'interprétation des informations géologiques et hydrogéologiques La nature et l'état de la roche traversée ainsi que la localisation des différentes arrivées d'eau lors de la foration sont des informations, fournies par les entreprises de forage, qui permettent d'approcher la géométrie des réservoirs aquifères (épaisseurs des milieux altérés et fissurés) à l'échelle de la Bretagne. Ce travail a été mené sur plus de 12 000 forages recensés et nouvellement repérés

sur la Bretagne en précisant la fiabilité de l'interprétation et l'épaisseur des horizons

géologiques rencontrés.

2) Les hydrogrammes de 24 cours d'eau (débits journaliers exportés de la Banque

HYDRO) ont été modélisés à l'aide du logiciel BRGM Gardénia , et à partir des données climatiques du secteur (achetées à Météo-France). Ce travail, réalisé - depuis le début du programme - sur 62 bassins versants (BV), a permis de quantifier la contribution des eaux souterraines aux débits des cours d'eau : celle-ci varie de 38 à 83 % (respectivement BV de la Rance et de la Noë Sèche). La participation moyenne est d'environ 55 %. Une classification des bassins en 3 catégories a été mise en place : bassins à forte contribution des eaux souterraines (apport souterrain supérieur à 60 %), bassins à assez bonne contribution des eaux souterraines (de 51 à 59 %), et bassins à contribution moyenne des eaux souterraines : le ruissellement est majoritaire (inférieur ou égal à 50 %). Une superposition des 62 bassins modélisés avec la carte d'intérêt hydrogéologique des aquifères de socle breton permet de commencer à formuler des conclusions : les bassins versants septentrionaux des Côtes d'Armor (Guindy, Evron...) et du Finistère (Horn, Queffleuth...) sont caractérisés par des roches relativement conductrices où la vidange des stocks d'eau souterraine ainsi que le renouvellement des réserves doivent être plus rapides (roches plutoniques,

SILURES Bretagne

BRGM/RP-55001-FR - Rapport d'avancement de l'année 4 5 volcaniques et métamorphiques). Au niveau de ces bassins, la participation des eaux souterraines aux débits des cours d'eau est plutôt élevée (supérieure à 58-

59 %) ;

de la même façon, pour les bassins situés au Nord de l'Ille-et-Vilaine (Guyoult, Couesnon...), la participation des eaux souterraines aux débits des cours d'eau est assez bonne (supérieure à 55 %) ; à l'inverse, les bassins versants situés en Centre Bretagne (Steir, Aulne, Oust, Meu, Vilaine...) sont contrôlés par des formations géologiques peu conductrices où

les déstockages par les aquifères (altérites et milieu fissuré) doivent être plus lents.

Ces roches sont métasédimentaires (schistes Briovérien et schistes et grès Primaire). Sur ces bassins à faible contribution des eaux d'origine souterraine aux débits des cours d'eau, le ruissellement est majoritaire (apport souterrain inférieur à

50 %) ;

au Sud Bretagne, selon la carte d'intérêt des aquifères de socle, les roches plutoniques et métamorphiques sont généralement peu conductrices mais peuvent être localement plus perméables (formations situées le long du cisaillement Sud Armoricain). Les bassins versants caractérisés par ces formations ont des contributions des réservoirs souterrains aux débits des cours d'eau assez variables (apport souterrain de 50 à 59 %). Les participations des eaux souterraines les plus faibles (50-52 %) se trouvent sur les bassins composés uniquement de formations peu conductrices (Odet, Scorff, Semnon). Le projet SILURES Bretagne s'achèvera fin 2007 à l'issue de sa 5

ème

année par la réalisation de la base de données et des cartes de synthèse à l'échelle du 1/250 000.

SILURES Bretagne

BRGM/RP-55001-FR - Rapport d'avancement de l'année 4 7

Sommaire

1. Rappel du contexte et des objectifs du projet SILURES Bretagne....................11

1.1. CONTEXTE .......................................................................................................11

1.2. DUREE DU PROJET.........................................................................................12

1.3. OBJECTIF .........................................................................................................12

1.4. ORGANIGRAMME TECHNIQUE DU PROJET.................................................13

2. Interprétation des données de forages ................................................................15

2.1. DESCRIPTION DES DONNEES DES FORAGES............................................15

2.1.1. Origine et nature des données de base ...................................................15

2.1.2. Utilisation et valorisation des données dans le cadre du projet................16

2.2. RECHERCHE DE FORAGES COMPLEMENTAIRES SUR LES

DEPARTEMENTS BRETONS...........................................................................16

2.2.1. Recherche de forages supplémentaires menée en année 3....................17

2.2.2. Recherche de forages supplémentaires menée en année 4....................20

2.2.3. Informatisation des données recherchées................................................25

2.3. REALISATION D'UNE CARTE D'INTERET HYDROGEOLOGIQUE DES

AQUIFERES DE SOCLE BRETON...................................................................27

2.3.1. Objectif et méthode utilisée ......................................................................27

2.3.2. Mise en forme du fond géologique ...........................................................28

2.3.3. Carte d'intérêt hydrogéologique des aquifères de socle breton ...............29

2.4. INTERPRETATION DES INFORMATIONS GEOLOGIQUES ET HYDROGEOLOGIQUES...................................................................................33

2.4.1. Objectif et méthode de travail...................................................................33

2.4.2. Echelle de fiabilité de l'interprétation........................................................33

2.4.3. Découpage et dénomination des milieux rencontrés................................34

2.4.4. Exemple d'application dans le département du Finistère.........................35

2.4.5. Interprétation des données géologiques et hydrogéologiques des Côtes d'Armor.....................................................................................................37

2.4.6. Interprétation des données géologiques et hydrogéologiques du Morbihan37

2.4.7. Interprétation des données géologiques et hydrogéologiques d'Ille-et-Vilaine.......................................................................................................38

2.4.8. Interprétation des piézomètres du projet SILURES Suivi.........................38

2.4.9. Résultats obtenus.....................................................................................39

SILURES Bretagne

8 BRGM/RP-55001-FR - Rapport d'avancement de l'année 4

3. Interprétation des hydrogrammes de rivières.....................................................43

3.1. TRAVAIL A REALISER DANS LE CADRE DU PROJET..................................43

3.2. CHOIX DES BASSINS A MODELISER ............................................................43

3.3. ACQUISITION DES DONNEES........................................................................46

3.3.1. Données météorologiques.......................................................................46

3.3.2. Hydrogrammes des rivières.....................................................................46

3.4. MODELISATION DES HYDROGRAMMES DES RIVIERES............................48

3.4.1. Validation et mise en forme des données................................................49

3.4.2. Calage des paramètres du modèle..........................................................51

3.4.3. Résultats corrigés sur les bassins versants du Scorff et de l'Evel...........53

3.4.4. Résultats obtenus sur les 24 bassins versants........................................54

3.5. CONCLUSION ET COMPARAISON DES BASSINS EN FONCTION DES

RESULTATS OBTENUS...................................................................................55

4. Planification du travail de l'année 5 .....................................................................59

5. Conclusion..............................................................................................................61

6. Bibliographie ..........................................................................................................63

Liste des illustrations

Illustration 1 - Organigramme technique du projet SILURES Bretagne......................................14

Illustration 2 - Nombre de forages recensés dans la base de données (après les

recherches de forages complémentaires des années 1 et 2) .....................................................16

Illustration 3 - Localisation des communes visitées lors de l'inventaire de l'année 3 -

Département du Finistère............................................................................................................18

Illustration 4 - Localisation des communes visitées lors de l'inventaire de l'année 3 -

Département des Côtes d'Armor.................................................................................................19

Illustration 5 - Carte géologique synthétique du Massif Armoricain à l'échelle du

1/250 000 (Rabu D. et al., 2001).................................................................................................21

Illustration 6 - Localisation des formations géologiques peu renseignées et des secteurs

de prospection de terrain.............................................................................................................22

Illustration 7 - Résultats de la recherche de forages complémentaires sur les formations

géologiques " sous-renseignées » (terrain et BSS)....................................................................24

Illustration 8 - Nombre de forages recensés dans la base de données (après la

recherche de forages complémentaires des années 3 et 4).......................................................25

SILURES Bretagne

BRGM/RP-55001-FR - Rapport d'avancement de l'année 4 9 Illustration 9 - Répartition par commune et localisation des forages recensés sur la

région Bretagne (base de données SILURES Bretagne, novembre 2006).................................26

Illustration 10 - Carte d'intérêt hydrogéologique des aquifères de socle de Bretagne

(échelle 1/250 000) ......................................................................................................................31

Illustration 11 - Observations précisées lors de l'interprétation des données de forages ...........34

Illustration 12 - Exemple des résultats d'interprétation des forages d'eau (BV de l'Horn,

Finistère) ......................................................................................................................................36

Illustration 13 - Résultats sur la fiabilité de l'interprétation...........................................................39

Illustration 14 - Représentation schématique des types de forages d'eau selon les

horizons rencontrés en foration ...................................................................................................40

Illustration 15 - Résultats sur la géométrie des réservoirs aquifères...........................................40

Illustration 16 - Nombre de forages de la base SILURES Bretagne caractérisant les

interfaces des horizons géologiques............................................................................................41

Illustration 17 - Bassins versants retenus et stations hydrométriques associées........................44

Illustration 18 - Localisation des 24 bassins versants modélisés lors des années 3 et 4

du projet .......................................................................................................................................45

Illustration 19 - Périodes d'extraction des pluviométries et ETP journalières à Météo-

Illustration 20 - Périodes d'extraction des débits journaliers de la Banque HYDRO...................48

Illustration 21 - Schéma du cycle de l'eau ...................................................................................49

Illustration 22 - Modèle Gardénia

et organisation des réservoirs ..............................................52 Illustration 23 - Synthèse des résultats obtenus sur les bassins modélisés au cours des

quatre premières années du projet..............................................................................................56

Liste des annexes

Annexe 1 Courrier de la Préfecture de Région - Courrier du Conseil Général d'Ille-et- Vilaine - Compte-rendu de réunion du comité de pilotage de mars 2004 - Compte-rendu

de réunion du comité de pilotage de juin 2005............................................................................65

Annexe 2 Communes concernées par la recherche de forages complémentaires

(années 3 et 4).............................................................................................................................75

Annexe 3 Champs lexicaux des foreurs du Morbihan - Champs lexicaux des foreurs Annexe 4 Régressions climatiques des 24 bassins versants - Comparaison de la lame

d'eau et des pluies efficaces........................................................................................................93

Annexe 5 Paramètres retenus pour les modélisations Gardénia - Résultats obtenus suite aux modélisations Gardénia - Modélisation Gardénia , Calage des paramètres des bassins versants - Modélisation Gardénia , Débits mesurés et calculés des bassins versants - Débits annuels rapides et souterrains des bassins versants - Débits

mensuels moyens interannuels des bassins versants...............................................................107

SILURES Bretagne

BRGM/RP-55001-FR - Rapport d'avancement de l'année 4 11

1. Rappel du contexte et des objectifs du projet

SILURES Bretagne

1.1. CONTEXTE

La gestion des ressources en eau implique la prise en compte des eaux souterraines. Celles-ci interviennent de façon non négligeable, voire prépondérante, dans l'alimentation des rivières, le transfert des éléments dissous et la satisfaction des besoins. En milieu de socle tel que la Bretagne, la prise en compte de la variabilité spatiale des caractéristiques du sous-sol et des paramètres qui régissent l'emmagasinement et l'écoulement des eaux souterraines reste difficile. Des données existent (forages recensés, régime des cours d'eau...), des méthodologies ont été mises au point et testées (typologie des bassins versants, modélisation des écoulements...), et des outils d'acquisition des paramètres de terrain tels que la porosité sont disponibles (géophysique par résonance magnétique protonique - RMP). De plus, une campagne de prospection géophysique aéroportée a été réalisée au cours de l'été 1998 pour le compte du Ministère de l'Industrie. L'ensemble constitue une importante source d'informations sur la constitution et la nature du sous-sol. Compte-tenu de ces différents constats, le projet SILURES (Système d'Information pour la Localisation et l'Utilisation des Ressources en Eaux Souterraines) a été mis en place par le BRGM Bretagne en collaboration initialement avec le Conseil Régional Bretagne, les Conseils Généraux du Morbihan, du Finistère et des Côtes d'Armor, l'Agence de l'Eau Loire-Bretagne, et la Direction Régionale de l'Environnement

Bretagne.

Ce projet SILURES se décompose en trois projets menés en parallèle :

SILURES Bretagne

SILURES Bassins versants

SILURES Suivi

SILURES Bretagne

12 BRGM/RP-55001-FR - Rapport d'avancement de l'année 4

Le présent rapport détaille l'avancement du projet SILURES Bretagne.

1.2. DUREE DU PROJET

La durée du projet SILURES Bretagne a été fixée à 5 ans de 2002 à 2006. Suite au désistement d'un partenaire financier potentiel, le BRGM Bretagne a sollicité des fonds FEDER en 2003. Suite au courrier de la Préfecture de Région du 12 mars 2004 précisant la non sanctuarisation du projet SILURES (cf. annexe 1), évoqué lors du 3

ème

comité de pilotage du programme SILURES le 17 mars 2004, les partenaires ont demandé au

BRGM de représenter le projet à la nouvelle équipe du Conseil Général d'Ille et Vilaine,

ce dernier ayant décliné l'offre à l'époque (cf. compte-rendu en annexe 1). La démarche a été entreprise par le BRGM en 2004-2005 et le Conseil Général d'Ille- et-Vilaine a été invité au 4

ème

comité de pilotage du programme SILURES le 2 juinquotesdbs_dbs50.pdfusesText_50

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